package leetcode.top100;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 给定一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，
 * <p>
 * 使得 a + b + c = 0 ？找出所有满足条件且不重复的三元组。
 * <p>
 * 注意：答案中不可以包含重复的三元组。
 * <p>
 * 例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，
 * <p>
 * 满足要求的三元组集合为：
 * [
 * [-1, 0, 1],
 * [-1, -1, 2]
 * ]
 * <p>
 * <p>
 * 其余见{@link leetcode.a_总结分布.Code11_N数之和}
 *
 * @date 2019/11/16 0016 上午 11:03
 */
public class Code15_FindThreeSumInArray {

    /**
     * 方式1：三次遍历，时间O(n³),空间O(1)
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public static List<List<Integer>> threeSum1(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 3) {
            return res;
        }
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length - 1; j++) {
                for (int k = j + 1; k < nums.length; k++) {
                    if (nums[i] + nums[j] == -nums[k]) {
                        ans.add(nums[i]);
                        ans.add(nums[j]);
                        ans.add(nums[k]);
                        res.add(new ArrayList<>(ans));
                        ans.clear();
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }


    /**
     * 方式2：排序 + 双指针。时间O(n²),空间O(1)
     * 分析见leetcode https://leetcode-cn.com/problemset/all/?listId=2cktkvj 15.三数之和
     */
    public static List<List<Integer>> threeSum2(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 3) {
            return res;
        }
        //先进行排序
        Arrays.sort(nums);
        int left;
        int right;
        //第一个数的位置位index。然后设定p1 = index+1,p2 = nums.length -1。
        //遍历判断是否有满足的数。
        for (int index = 0; index < nums.length; index++) {
            left = index + 1;
            right = nums.length - 1;
            // nums[index] = 0, 那么sum(index+l+r)>0
            if (nums[index] > 0) {
                break;
            }

            //最小的组合已经大于0
            if (nums[index] + nums[index + 1] + nums[index + 2] > 0) return res;

            //【注意点1】去重,比如[-1,-1,.....,]之前一轮index = 0，现在index=1，重复了，要去重
            if (index != 0 && nums[index] == nums[index - 1]) {
                continue;
            }
            //不可用重复的数 ，left要小于right
            while (left < right) {
                int sum = nums[index] + nums[left] + nums[right];
                if (sum == 0) {
                    res.add(Arrays.asList(nums[index], nums[left], nums[right]));
                    //【注意点2】去重，比如[....,-2,-2,....,2,2]。但是这个过程要L<R。否则当left = length-1,left +1 越界
                    while (left + 1 < nums.length && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                    while (right > 0 && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    //left和right分别前后移动
                    left++;
                    right--;
                } else if (sum < 0) {
                    left++;
                } else {
                    right--;
                }
            }
        }
        return res;
    }


    /**
     * TODO 方式3：时间O(nlogn)，见官方解答
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {-1, 0, 1, 2, -1, -4};
        List<List<Integer>> lists = threeSum2(arr);
        lists.forEach(list -> {
            list.forEach(l -> System.out.print(l + "  "));
            System.out.println();
        });
    }


    /*
     *//**
     * 方式1：对数组进行全排列，只需验证全排列后的前三个元素和是否为0.
     * 这会包含所有情况，因为所有的元素组合都会出现。
     * 但是会重复，如{-1,0,1}会有6种组合，但是只是一个答案.更有甚者
     * {-1,0,1,xx,yy}就是6*2 = 12种
     *//*
    public static List<List<Integer>> threeSum1(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(nums == null || nums.length <3){
            return res;
        }
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        fullPermutation(nums,0,ans,res);
        return res;
    }

    private static void fullPermutation(int[] nums, int index,
                                        List<Integer> ans,List<List<Integer>> res) {
        //全排列完毕
        if(index == nums.length){
            System.out.println(Arrays.toString(nums));
            if(check(nums,ans)){
                res.add(new ArrayList<>(ans));
            }
        }
        for (int i = index; i < nums.length; i++) {
            swap(nums,index,i);
            fullPermutation(nums,index+1,ans,res);
            swap(nums,i,index);
        }

    }

    private static boolean check(int[] nums, List<Integer> ans) {
        ans.clear();
        if(nums [0] + nums[1] + nums[2] == 0){

            ans.add(nums[0]);
            ans.add(nums[1]);
            ans.add(nums[2]);
            return true;
        }
        return false;
    }

    *//**
     * 每个位置都有n种可能的数
     *//*
    public static void test(int []arr,int index){
        if(index == arr.length){
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[index] = i;
            test(arr,index+1);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
     *//*   int []arr = {-1, 0, 1, 2, -1, -4};
        List<List<Integer>> leetcode.list = threeSum1(arr);
        System.out.println("==========");
        for (List<Integer> integerList : leetcode.list) {
            for (Integer integer : integerList) {
                System.out.print(integer+"  ");
            }
            System.out.println();
        }*//*
        int []arr = new int[3];
        test(arr,0);

    }*/
}
